一种发动机燃烧室壳体的热防护结构及其制备方法与流程

本申请涉及航天发动机，特别涉及一种发动机燃烧室壳体的热防护结构及其制备方法。

背景技术：

1、随着航天事业的发展，对飞行时长的要求越来越长，对飞行速度的要求越来越高，原有的发动机推力系统暂留在飞行产品上的时间也越来越长，也就对发动机外表面的热防护需求也越来越高，原有的防热喷涂材料及喷涂方式因其有限的防热能力和脆弱的结构已逐渐不能满足后续发展需要。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本申请提供一种发动机燃烧室壳体的热防护结构及其制备方法，以解决现有技术中的热防护系统防热能力出现瓶颈且结构脆弱的问题。

2、本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

3、一种发动机燃烧室壳体的热防护结构，其包括：

4、隔热层，所述隔热层用于贴设在燃烧室外端面上，并用于固定在前端框与后端框之间，所述隔热层中部设有第一间隙；

5、多个橡胶垫片，所述橡胶垫片用于分别设在所述前端框、所述后端框以及所述第一间隙内的所述燃烧室外端面上，所述橡胶垫片上分别固定设有加强筋，且所述加强筋顶面与所述隔热层顶面共面；

6、防热层，所述防热层铺设在所述隔热层以及多个所述加强筋上，且所述防热层一端延伸出所述后端框远离所述前端框的一侧外。

7、本申请的另外一个目的在于提供一种如上述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，包括如下步骤：

8、确定隔热层与加强筋的成型位；

9、取隔热层，按所述成型位沿模具型面进行铺贴，粘接于所述燃烧室外端面上；

10、取橡胶垫片，按所述成型位分别设在在前端框、后端框以及燃烧室外端面上；

11、取第一预浸布带，在所述橡胶垫片上逐层铺贴或缠绕形成加强筋；

12、在所述加强筋以及所述隔热层上依次包覆分隔膜和真空膜，进行抽真空直至定型后拆除真空膜和分隔膜；

13、取第二预浸布带，在所述加强筋与所述隔热层上逐层铺贴形成防热层，在所述防热层外依次包覆分隔膜、吸胶纸、真空膜，进行加热固化后拆除分隔膜、吸胶纸、真空膜，得到所述热防护结构。

14、进一步地，所述橡胶垫片在粘接前进行预打孔处理。

15、进一步地，所述橡胶垫片上的打孔率为25％～45％。

16、进一步地，所述橡胶垫片表面采用橡胶类粘接剂进行粘接。

17、进一步地，所述隔热层采用气凝胶材料的预浸布裁切制得。

18、进一步地，所述第一预浸布带采用微珠隔热材料的预浸布裁切制得。

19、进一步地，所述第二预浸布带采用可瓷化材料的预浸布裁切制得。

20、进一步地，将制得的所述热防护结构进行去除飞边和外形修剪。

21、进一步地，所述隔热层的铺贴或缠绕方向与模具轴线方向一致。

22、与现有技术相比，本发明的优点在于：

23、本发明通过在燃烧室外端面上贴设隔热层，并将该隔热层铺设固定在前端框与后端框之间，该隔热层中部设有第一间隙，并通过在前端框、后端框以及第一间隙内的燃烧室外端面上分别设置橡胶垫片，并在橡胶垫片上分别固定设有加强筋，并使得加强筋的顶面与隔热层的顶面共面，且在隔热层以及多个加强筋上设置防热层，保持防热层的一端延伸出后端框远离前端框的一侧外，通过热防护结构有效的对前端框、后端框以及燃烧室外端面之间形成稳定的多层结构，在发动机使用时，隔热层以及防热层通过橡胶垫片以及加强筋保持结构完整，结构稳定不变形，且在燃烧室出现膨胀时，防热层一端的延伸设置有效的与燃烧室的膨胀量起到互补的作用，保持整体可靠性，在长时间高速作业工况下，提高更稳定的热防护作用。

技术特征：

1.一种发动机燃烧室壳体的热防护结构，其特征在于，其包括：

2.一种如权利要求1所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

3.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：所述橡胶垫片在粘接前进行预打孔处理。

4.如权利要求3所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：所述橡胶垫片上的打孔率为25％～45％。

5.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：所述橡胶垫片表面采用橡胶类粘接剂进行粘接。

6.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：所述隔热层采用气凝胶材料。

7.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其5特征在于：所述第一预浸布带采用微珠隔热材料。

8.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：所述第二预浸布带采用可瓷化材料。

9.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：将制得的所述热防护结构进行去除飞边和外形修剪。

10.如权利要求2所述发动机燃烧室壳体的热防护结构的制备方法，其特征在于：所述隔热层的铺贴或缠绕方向与模具轴线方向一致。

技术总结
本发明公开了一种发动机燃烧室壳体的热防护结构及其制备方法，其中发动机燃烧室壳体的热防护结构包括隔热层、多个橡胶垫片以及防热层，隔热层铺设固定在前端框与后端框之间，并通过在前端框、后端框以及第一间隙内的燃烧室外端面上分别设置橡胶垫片，在橡胶垫片上分别固定设有加强筋，在隔热层以及多个加强筋上设置防热层，通过热防护结构有效的对前端框、后端框以及燃烧室外端面之间形成稳定的多层结构，隔热层以及防热层通过橡胶垫片以及加强筋保持结构完整，结构稳定不变形，在燃烧室出现膨胀时，防热层一端的延伸设置有效的与燃烧室的膨胀量起到互补的作用，保持整体可靠性，在长时间高速作业工况下，提高更稳定的热防护作用。

技术研发人员：李俊菊
受保护的技术使用者：湖北三江航天红阳机电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13